作者簡介
田紀春，男，博士，山東農業大學農學院教授（二級），博士生導師，獲國務院特殊津貼。專注小麥遺傳育種40多年，主持包括國家“973”和5項國家自然科學基金在內的國家及省部級課題32項，自主育成國家和省審小麥新品種18個，獲國家發明專利8項，植物新品種權12項。培養博、碩士研究生89名，發表科研論文316篇，其中SCI論文61篇，出版專著和教材10部。獲國家科技進步二等獎、國家發明二等獎、國家發明專利銀獎、山東省優秀教師和齊魯最美科技工作者等獎項榮譽稱號。
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功能性小麥品種的提出背景和概念
新中國成立70多年來，特別是經過40多年的改革開放，我國糧食生產取得舉世矚目成就，實現了從“吃不飽”到“吃的飽”，再到“吃的好”的歷史性轉變。近十年，隨著商品生產經濟轉向服務型經濟的后工業時代的到來，特別是近幾年新冠病毒有可能長期與人類共存的警示，人們更加關心健康長壽及與其直接有的食物質量。小麥是全世界、特別是我國的主要糧食作物，隨著人們再次由“吃得飽”、“吃的好”向“吃健康”轉變，小麥品種也會由“高產品種”、“綠色優質品種”向“功能性品種”發展。
“功能性小麥品種”是國內外至今沒有提出的新名詞。從廣義方面講,功能性小麥品種有“加工功能性品種”和“營養功能性品種”兩類。加工功能性品種主要指能改善食品結構及品質的一類品種，例如，糯小麥能增加面制品的吸水率，延長貨架期，屬于“加工功能性品種”。現在國家大力發展的強筋小麥和弱筋小麥品種，分別能生產優質面包或餅干蛋糕，也應該屬于“加工功能性品種”。這類品種是目前政府大力推動、生產上已有的品種，是與人們“吃得好”有關的品種，本文不展開討論。
本團隊首次提出并重點討論的“功能性小麥品種”，是與人們“吃健康”有關的一類品種。其基本定義是“含有對人體健康有益活性成份，可調節人體有益代謝，能給人體健康帶來某種益處或滿足特定人群的特特殊需求，同時可以作為日常食物的口感正常、無毒副作用的小麥品種類型。”這類品種有5個方面的內涵：a.含有較高的有益健康的活性成份，例如含有麥黃酮，多肽等；b.可調節人體有益代謝，增強機體器官的免疫力，例如抗氧化、清除自由基的色素，激活酶的鋅、硒等微量礦質元素；c.滿足特定人群的特定需求，例如高血糖和肥胖人群需要的抗性淀粉；面粉過敏人群需要的低醇溶性蛋白品種；d. 無毒副作用、外觀口感均正常日常食物原料；e.不必擔心某些微量元素超標和其它物質存在風險。因為這類品種是育種家利用特異種質資源和聚合育種技術，定向培育的定向含有較高有益成份的品種。例如，培育“富鋅品種”，育種家在籽粒鋅含量變幅較大的種質資源中選擇親本，通過聚合雜交可以培育出鋅含量比現有品種平均值高出2倍左右、正好適合人體需求的富鋅品種。因不是轉基因品種，也不是人工添加（添加過程可能存在過量或污染風險）強化的食品,其產量、抗病性性和農藝性狀與當前主推品種相當，其籽粒和面粉與普通品種相同，其食品加工方式和口感與正常面粉無異。因此，功能性小麥品種是繼高產品種、優質品種、綠色品種后的新類型，具有“農業增效、農民增收、人民增壽”的顯著優勢。
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功能性物質和功能性小麥育種進展
功能農業是國內外最近幾年才提出的新概念。2014年，FAO與WHO舉辦的第二屆國際營養大會(ICN2)形成《營養問題羅馬宣言》和2017年我國制定了《健康中國行動（2019—2030年）》分別是國內外功能農業的標志性事件。這些國際和國內的重大行動雖然沒有出現功能小麥名詞，但我國的小麥功能性物質和功能小麥育種起步很早。2000年田紀春教授作為美國谷物市場研究中心的高級訪問學者回國后，立即啟動了小麥功能成份的的前瞻性研究，利用主持山東省小麥育種又兼任“農業農村部谷物品質監督檢驗測試中心”主任的有利條件，先后將”功能蛋白”、“抗性淀粉”、“植酸”、“功能性脂類”等功能成份作為10多名博士和碩士的研究題目，啟動了小麥功能成份基因定位和種質創制的開拓性研究，發表國內外論文30多篇。并率先開展了功能性小麥新品種培育，已育成審定和即將審定的多個功能性品種（系）。主要簡介如下：（1）富含麥黃酮的功能小麥新品種山農1012020年山東省審定（魯審麥20206035）。麥黃酮含量1.013mg/kg，是普通小麥平均含量的3.5-5倍。黃酮類物質是小麥籽粒中重要的生理活性物質，具有擴張血管、抗菌消炎和增強人體免疫力等多重功效，對高血脂、心血管疾病、動脈硬化和腫瘤等疾病有一定療效。（2）富含類胡羅卜素小麥品種“山農藍麥1號”， 2020年通過山東省農作物品種審定委員會審定（魯審麥20206033）。該品種含有人體不能合成的花青色素而呈深藍色，富含多種色素和VE、VB等多種維生素，是營養價值突出的功能性小麥新品種。（3）抗消化淀粉小麥新品系，抗性淀粉(resistant starch)又稱抗酶解淀粉及難消化淀粉，，可控制血糖平衡，特別適宜糖尿病患者食用;而且在大腸中分解為短鏈脂肪酸，促進腸蠕動，可減少便秘和結腸癌的危險;抗性淀粉也可可減少血膽固醇和三甘油脂的量，因而具有一定的減肥作用。另外，低植酸和低醇溶蛋白等功能新小麥品系也已穩定，即將出圃。科技日報等刊物均已“國內第一個功能小麥培育成功”為標題進行了報道。
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功能小麥育種體會
（1）功能性品種是功能農業的基礎，是功能食品的原料。一種功能性品種可以形成一類功能性食品，多種功能性品種可以形成起我國功能性食品產業，推動我國高端食品和人民健康事業的發展。我們小麥育種工作者，應該在繼續培育高產品種和優質品種的同時，重視培育“功能性小麥品種”的育種工作。
（2）種質是新品種的芯片。從現有小麥種質庫（含野生和國外）中鑒定發現高含各種“營養物質和活性功能成份”的特異種質，通過QTL定位等創制富含功能成份和已知分子標記的“分子育種元件”，是我團隊20多年的重點工作之一。的種質資源，特別是培育“定向含有”的特殊用途或功能性小麥新品種，
（3）功能成份的檢測分析是功能小麥新品種培育所必需的，是根據“功能明確、成份易檢測和含量差異大”等原則開展功能性小麥新品種培育的基本保障。
（4）功能小麥培育在國內外都是新的育種方向，目前國內外幾乎沒有小麥重要功能性物質的檢測標準，也沒有小麥功能成份的含量標準。因此，制訂功能性品種功能成份含量極其檢測方法的標準，對該類品種選育、品種審定及市場認可都有非常重要的意義。
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高抗性淀粉小麥、高麥黃酮小麥和低植酸小麥三種重要功能小麥團體標準解讀
為了滿足社會需求和選育及審定功能性小麥品種的需求，2021年8月，本團隊組織山東華田農業科技有限公司、山東國倉健生物科技和山東農業大學等9家單位共同成立標準起草委員會，成員包括小麥育種、檢測、種植、加工和小麥制品生產等產業鏈上下游科研工作者，還包括醫學健康領域的相關專家，主要成員18人。起草制定了高抗性淀粉、高麥黃酮和低植酸三種重要功能小麥團體標準，于2022年2月8日在國家標準委員會全國信息平臺發布實施。
（1）《高抗性淀粉小麥籽粒中抗性淀粉含量指標和檢測方法》（T/CI005-2022）
規定了高抗性淀粉小麥的術語定義和感官、質量、抗性淀粉含量等技術要求及檢驗方法、檢驗規則。將高抗性淀粉小麥定義為 ：在生長發育過程中，自然產生和積累的抗性淀粉含量>6%的一類小麥品種（系）。其確定依據是根據現有普通小麥的抗性淀粉含量和人工創制高抗性淀粉的最高含量，及高抗性淀粉對面團理化特性影響和穩血糖試驗確定的；標準規定的抗性淀粉檢測方法，是改進的愛爾蘭Megazyme抗性淀粉檢測試劑盒方法，提取步驟中增加了3處預處理，去除蛋白質等更徹底，測定結果更準確；效率高；成本低，（詳見具體標準）。
（2）《高麥黃酮小麥籽粒中麥黃酮含量指標和檢測方法》（T/CI004-2022）
本標準規定了高麥黃酮小麥籽粒中游離態麥黃酮（tricin）和總麥黃酮2個重要成份的術語定義及檢驗方法、檢驗規則。高麥黃酮小麥也分為高游離態麥黃酮（tricin）和高總麥黃酮2個指標。高麥黃酮小麥的定義為：小麥生長發育過程自然產生和積累的游離態麥黃酮含量大于0.5mg/kg（含）或者總麥黃酮含量大于1mg/kg（含）的小麥品種（不含黑、紫、藍等彩色小麥）。標準規定的游離態麥黃酮的測定方法——液相色譜-質譜聯用法；總麥黃酮的測定方法——分光光度比色法（以蘆丁計）。兩類高麥黃酮小麥的定量值及檢測方法均參考國內外有關研究結果及反復驗證制定的（詳見具體標準）。
（3）《低植酸小麥籽粒中植酸含量指標和檢測方法》（T/CI003-2022）
本標準規定了植酸及低植酸小麥的術語、定義及檢驗方法、檢驗規則。將低植酸小麥定義為 ：通過生長過程，自然產生和積累的植酸含量低于5 g/kg的小麥品種（系）。其確定依據是根據現有小麥品種中，特別是麥麩中植酸含量較高（9.6 ～22.2 g/kg）和我們創制的品種中可以獲得低于5g/kg的小麥品種（系）確定的。標準規定的植酸檢測方法為分光光度比色法，但對樣品提取、凈化過程進行了優化，提高了檢測的準確性，方便易操作，更有利于育種家使用（詳見具體標準）。
高抗性淀粉、高麥黃酮和低植酸三種重要功能小麥團體標準的制定和頒布實施，是國內外功能小麥研究的重要進展，對育種家培育新品種及國家審定功能性品種提供了依據，對滿足人民生活質量和健康水平日益增長的需求，確保我國營養導向型農業的健康發展也具有重要意義。希望全國有興趣的種業同行、糧食和食品企業朋友，合作共贏于功能性品種培育及功能食品開發，使其盡快產業化、市場化，大眾餐桌化，為健康中國做出貢獻！
